Дегазация шахт

ДЕГАЗАЦИЯ ШАХТ, совокупность мероприятий по улавливанию и извлечению метана из различных источников (угольных пластов, вмещающих пород, рудных залежей и др.) с изолированным отводом его на поверхность или в такие горные выработки, в которых возможно разбавление метана до допустимых по нормативным требованиям концентраций. Дегазация шахт применяется для обеспечения безопасных условий труда - предупреждения взрывов метана, предотвращения (полностью или частично) внезапных выбросов угля и газа, суфляров и др. Дегазация шахт в Российской Федерации осуществляется на участках ведения очистных и подготовительных работ дегазационными системами шахт при метаноносности пласта более 13 м³/т (смотри Газовый режим). Дегазационные системы состоят из дегазационных горных выработок или буровых скважин, газопроводов с защитными устройствами, стационарных и/или передвижных вакуум-насосных станций (ВНС), а также автоматизированных устройств для измерения параметров извлекаемой метановоздушной смеси, контроля и управления работой ВНС.

Способы ведения дегазации шахт подразделяются в зависимости от источников газовыделения и технологических схем дегазации на четыре группы: предварительная дегазация угольных пластов; дегазация сближенных (смежных) пластов и вмещающих пород; дегазация выработанного пространства шахт; дегазация выработанных пространств и углепородного массива ликвидируемых шахт. При предварительной дегазации шахт осуществляется дегазация неразгруженных от горного давления угольных пластов скважинами из горных выработок и/или с земной поверхности. Каждая дегазационная скважина подсоединяется к шахтной сети газопроводов. При дегазации смежных угольных пластов и вмещающих пород происходит их частичная разгрузка от горного давления, что способствует переходу сорбированного этими пластами метана в свободное состояние. При этом способе скважины бурят из горных выработок (реже с поверхности) до смежных пластов, залегающих выше и ниже разрабатываемого пласта. При извлечении метана из выработанных пространств шахт они тщательно изолируются перемычками и воздухонепроницаемыми (например, из породы с различными уплотнителями) полосами от действующих горных выработок, а затем производится отвод метановоздушной смеси из выработанных пространств. Дегазация ликвидируемых шахт проводится скважинами с земной поверхности и/или скважинами из горных выработок смежных эксплуатируемых шахт.

Если нормативных показателей концентрации метана в рудничной атмосфере невозможно достичь с помощью одного способа, применяется комплексная дегазация шахт, при которой используются несколько способов и схем дегазации одного или нескольких источников, а также способы интенсификации газоотдачи в скважины (гидроразрыв, виброакустическое воздействие и др.).

Выбор способов и основных параметров схем дегазации шахт (длины, ориентации в пространстве, диаметра и плотности сети дегазационных скважин, времени их функционирования и др.) осуществляется в зависимости от условий залегания угольных пластов, свойств газовых коллекторов в углепородном массиве, газового баланса участка ведения горных работ, учитывающего все источники газовыделения в выработке участка, параметров технологических схем подготовки и разработки угольных пластов и др. Эффективность дегазации шахт оценивается отношением количества метана, извлечённого средствами дегазации, к метанообильности шахты до дегазации, а эффективность дегазации отдельного источника - отношением количества извлечённого из него метана к фактическому или прогнозируемому метановыделению из этого источника. Эффективность комплексной дегазации шахт достигает 80-90%.

Впервые промышленная дегазация шахт была применена в 1943 году в Руре (Германия), в СССР - в 1952 в Донбассе. Дегазация шахт широко применяется в основном угледобывающих странах - России, Австралии, КНР, ФРГ, Великобритании и др. В 2005 20% шахт Российской Федерации имели дегазационные системы, которые извлекали 475 м³/мин метана.

Лит.: Малышев Ю. Н., Айруни А. Т. Комплексная дегазация угольных шахт. М., 1999; Методические основы проектирования дегазации на действующих и ликвидируемых шахтах. М., 2002; Рубан А. Д. и др. Метан в шахтах и рудниках России: Прогноз, извлечение и использование. М., 2006.